雙組分增韌抗沖環氧結構膠及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠及其制備方法，該雙組分增韌抗沖環氧結構膠配方，包括A組份和B組份；所述A組份按重量份含量：環氧樹脂：10～30份，改性聚硫橡膠：10～50份，活性稀釋劑：0～30份；所述B組份按重量份含量：固化劑：20～50份，促進劑：1～3份；A組份和B組份按100∶20～80重量比例混合后制成雙組分增韌抗沖環氧結構膠。本方法的優點是，氣味小，施工方便，適用期長，放熱平緩，制成的環氧材料柔韌性好，粘接強度大，阻尼性能好，可廣泛應用于電子、機械、船舶、汽車、建筑等領域。
【專利說明】雙組分増韌抗沖環氧結構膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高環氧結構膠及其制備方法，特別是一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]由于環氧樹脂固化物強度高、價格低廉、工藝簡單、綜合性能優異等特點，環氧樹脂已廣泛用于各工業領域中，但同時環氧樹脂也存在柔韌性差、抗沖性能低的問題，這在一定程度上限制了環氧樹脂的應用。
[0003]液態聚硫橡膠分子兩端的硫醇基可與環氧基團發生加成反應，在環氧樹脂上接枝能夠增加柔韌性的基團，從而增加了固化物的柔性結構，可得到室溫可固化的韌性環氧材料，實現對環氧樹脂的增韌改性。目前，已經不少研宄和成果將液態聚硫橡膠用于環氧樹脂體系中，以進一步提高環氧材料的韌性。中國專利聚硫橡膠改性環氧樹脂防腐防污水涂料(CN 1185315C)公開了一種防腐防水涂料領域中的聚硫橡膠改性環氧樹脂防腐防污水涂料，用聚硫橡膠改性環氧樹脂為主要成膜物，二甲苯、丁醇按比例混合作為溶劑，加入顏填料、殺菌劑、涂料助劑等作為甲組份，催化固化劑為乙組份，達到耐復雜介質腐蝕及防水的目的。該材料的優點是耐油性、低透性、不吸附污泥藻類、有彈性、耐老化、耐霉菌、耐水、抗滲抗漏等性能良好；中國專利一種改性環氧樹脂膠粘劑及其應用(CN101157835B)也公開了一種能夠性能優良的環氧膠粘劑，包括環氧樹脂、聚硫橡膠、白炭黑、偶聯劑、胺類固化劑。與普通環氧樹脂相比，該發明采用聚硫橡膠對環氧樹脂進行改性，是一種反應性液態聚合增韌的方法，當聚硫橡膠與環氧樹脂混合后，聚硫膠中的硫醇基與環氧基發生反應，通過化學鍵接到固化的環氧樹脂結構中，賦予環氧樹脂良好的柔韌性。但所有的這些方法的不足之處在于，液態聚硫橡膠在使用時，未固化的液態聚硫橡膠有很嚴重的臭味，存在嚴重的環境問題，給產品的使用和推廣帶來了很大的麻煩。
【發明內容】
[0004]本發明的目的之一在于克服現有技術存在的缺陷，提供的一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0005]本發明的目的之二在于提供該雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0006]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠，該環氧結構膠為A、B雙組分膠，其特征在于所述的A組分的組成和重量百分含量為:
環氧樹脂10?30%
改性聚硫橡膠10?50%
活性稀釋劑O?20%
以上各組分的重量百分含量之和為100% ； 所述的B組份的組成及重量百分含量為:
固化劑10?50%
促進劑I?3%
以上各組分的重量百分含量之和為100%。
[0007]上述的改性聚硫橡膠為聚硫橡膠分子末端的巰基與雙環氧基環氧樹脂中的環氧基反應后得到的改性聚硫橡膠，其中雙環氧基環氧樹脂與聚硫橡膠的重量比為100:45?65ο
[0008]上述的聚硫橡膠是粘均分子量為1000?4000的液態聚硫橡膠。
[0009]上述的液態聚硫橡膠為JLY-121 (LP-3)和JLY-124 (LP-2)中的至少一種。
[0010]上述的雙環氧基環氧樹脂是帶兩個環氧基的活性稀釋劑。
[0011 ] 上述的環氧樹脂為分子結構中帶有三個或三個以上的環氧基團的液態環氧樹脂。
[0012]上述的液態環氧樹脂為E-51、E-44、YD-113、YD-114、YD-115、YD-127 和 YD128 中的至少一種。
[0013]上述的活性稀釋劑的分子結構中含有一個或多個脂肪族或脂環族的環氧基。
[0014]上述的活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、脂環族環己二醇二縮水甘油醚中的至少一種。
[0015]上述的固化劑為含咪唑啉的酰氨基胺。
[0016]上述的固化劑為:固化劑5506。
[0017]上述的促進劑為環氧樹脂通用的路易氏堿催化劑。
[0018]一種制備上述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠的方法，其特征在于該方法的具體步驟為:
a.改性聚硫橡膠的制備:在雙環氧基環氧樹脂中加入液態聚硫橡膠，攪拌反應10?20分鐘，室溫放置40?60小時后即得到改性聚硫橡膠；
b.在環氧樹脂中，攪拌下，加入改性聚硫橡膠和活性稀釋劑，攪拌均勻后即得到A組份；
c.將固化劑在攪拌下加入促進劑，再攪拌10?20分鐘后得到B組份。
[0019]在使用時，將以上A、B兩組份的原料按重量比100:20?80混合均勻即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0020]橡膠能有效改善環氧樹脂材料的抗沖性能，目前用于環氧樹脂增韌的反應性橡膠主要有聚硫橡膠、端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、端羥基聚丁二烯、聚醚橡膠或聚氨酯橡膠等。液體聚硫橡膠通過其分子末端的巰基與環氧基反應，成為環氧固化物分子結構中的柔性鏈段，同時環氧樹脂保持其原有優良性能，包括與基材有較高的彈性、剪切強度、剝離強度、耐化學介質和耐鹽霧作用及耐濕熱性等。聚硫橡膠和環氧樹脂的相容性好，容易混合，廉價無毒，在低溫速固化領域得到廣泛應用，但液體聚硫橡膠也存在很多不足，例如分子量較高的品種，粘度很大，特別是冬天使用時，操作將非常困難。特別是液體聚硫橡膠在使用時，現場的氣味很大，會造成嚴重的環境污染，極大地限制了液態聚硫橡膠在很多場合下的應用。
[0021]基于液體聚硫橡膠的這些不足，本發明在用于制備A組份前，首先用雙環氧基環氧樹脂與液態聚硫橡膠反應，封閉了其分子末端的巰基，得到的改性聚硫橡膠同市售的液態聚硫橡膠相比，極大地降低了原料的氣味，這樣制得的A組份氣味很小，極大地改善該產品在客戶使用時的工作環境。其次，在用雙環氧基環氧樹脂與液態聚硫橡膠反應時，加入的雙環氧基環氧樹脂除與液態聚硫橡膠反應外，還額外地增加了一些雙環氧基環氧樹脂。由于雙環氧基環氧樹脂的粘度很低，常被用來作為活性稀釋劑使用，因而加入較多的雙環氧基環氧樹脂制得的改性聚硫橡膠，其粘度較其未改性前得到明顯降低，因而改性聚硫橡膠在低溫下也具有較好的加工性能。特別要說明的是，液態聚硫橡膠在環氧樹脂低溫速固化領域得到廣泛應用，但僅僅是作為固化劑使用，使用量不可能很大，本發明用雙環氧基環氧樹脂制得的改性聚硫橡膠，其端基由巰基變成了環氧基，因而改變了材料的反應性能，使其具有環氧樹脂的反應性能，這樣可以根據需要加大液態聚硫橡膠的使用量，得到所需要的增韌抗沖環氧材料。
[0022]本發明與現有技術相比，具有主要優點:這種雙組分增韌抗沖環氧結構膠在施工時，產品氣味小，極大地改善了工作環境；產品初始粘度小，施工容易，適用期長；固化時放熱平緩，不會出現局部過熱現象，室溫下48小時內完成固化；通過調節環氧樹脂、改性聚硫橡膠和活性稀釋劑的用量，使得環氧材料的柔韌性可調成為可能；增韌抗沖環氧材料施工后，不但有較好的柔韌性性和阻尼性能，又能保持環氧樹脂的特性，粘接性好，可廣泛應用于電子、機械、船舶、汽車、建筑等領域。
【具體實施方式】
[0023]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步的描述，但不能認為本發明僅限于本實施方式。
[0024]實施例一:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0025]在80份JX021環氧樹脂中加入30份JLY-124聚硫橡膠和10份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置48小時后即得到改性聚硫橡膠；將20份6002環氧樹脂、60份改性聚硫橡膠和10份5748活性稀釋劑攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下加入2份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0026]將A組份與B組份按重量比100:25混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為8500cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan ο max為1.0885，tan σ > 0.3的溫度區間為-5°C 到 35 0C ο
[0027]實施例二:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0028]在70份JX021環氧樹脂中加入40份JLY-124聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置48小時后即得到改性聚硫橡膠；將15份618環氧樹脂、60改性聚硫橡膠攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；60份5506固化劑在攪拌下加入3份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0029]將A組份與B組份按重量比100:25混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為9000cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan a max為1.2482，tan σ > 0.3的溫度區間為-10°C 到 35 0C ο
[0030]實施例三:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0031]在100份5749環氧樹脂中加入50份JLY-124聚硫橡膠和10份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置48小時后即得到改性聚硫橡膠；將20份618環氧樹脂、60改性聚硫橡膠和10份5748活性稀釋劑攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下2.5份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0032]將A組份與B組份按重量比100:50混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為8600cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan a max為1.0566，tan σ > 0.3的溫度區間為(TC 到 40 0C ο
[0033]實施例四:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0034]在100份5749環氧樹脂中加入40份JLY-124聚硫橡膠和15份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置48小時后即得到改性聚硫橡膠；將25份618環氧樹脂、70改性聚硫橡膠和10份502活性稀釋劑攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下加入2.5份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將Α、Β兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0035]將A組份與B組份按重量比100:25混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為9600cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan a max為1.1486，tan σ > 0.3的溫度區間為-15°C到 350C ο
[0036]實施例五:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0037]在100份JX021環氧樹脂中加入40份JLY-124聚硫橡膠和10份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置24小時后即得到改性聚硫橡膠；將20份6002環氧樹脂、80改性聚硫橡膠攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下加入10份幾Y-124聚硫橡膠和3份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0038]將A組份與B組份按重量比100:65混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為8600cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan a max為1.1492，tan σ > 0.3的溫度區間為-10°C 到 30 0C ο
[0039]實施例六:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0040]在100份6350環氧樹脂中加入30份JLY-124聚硫橡膠和20份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置24小時后即得到改性聚硫橡膠；將10份6002環氧樹脂、50改性聚硫橡膠和5份5746活性稀釋劑攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下加入2.5份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0041 ] 將A組份與B組份按重量比100:80混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為8500cps，在室溫下4?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan a max為0.9493，tan σ > 0.3的溫度區間為5 0CglJ 45 °C ο
[0042]實施例七:一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠的制備方法。
[0043]在80份JX021環氧樹脂中加入35份JLY-124聚硫橡膠和10份JLY-121聚硫橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置48小時后即得到改性聚硫橡膠；將15份6002環氧樹脂、60改性聚硫橡膠和10份502活性稀釋劑攪拌下混合均勻，即可獲得A組份；50份5506固化劑在攪拌下加入3份促進劑，再攪拌15分鐘后得到B組份；將A、B兩組份的原料均勻混合即得到雙組分增韌抗沖環氧結構膠。
[0044]將A組份與B組份按重量比100:25混合制得雙組分增韌抗沖環氧結構膠的初始粘度為8800cps，在室溫下3?7天之內可以固化，適用期超過2小時。試樣柔韌性好，樣品在7天后用動態力學分析測試其阻尼性能，tan σ max為1.0482，tan σ > 0.3的溫度區間為-20°C 到 35 0C ο
【權利要求】
1.一種雙組分增韌抗沖環氧結構膠，該環氧結構膠為八、8雙組分膠，其特征在于所述的八組分的組成和重量百分含量為: 環氧樹脂10?30% 改性聚硫橡膠10?50% 活性稀釋劑0?20% 以上各組分的重量百分含量之和為100% ； 所述的8組份的組成及重量百分含量為: 固化劑10?50% 促進劑1?3% 以上各組分的重量百分含量之和為100%。
2.根據權利要求1所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的改性聚硫橡膠為聚硫橡膠分子末端的巰基與雙環氧基環氧樹脂中的環氧基反應后得到的改性聚硫橡膠，其中雙環氧基環氧樹脂與聚硫橡膠的重量比為100:45?65。
3.根據權利要求2所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的聚硫橡膠是粘均分子量為1000?4000的液態聚硫橡膠。
4.根據權利要求3所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的液態聚硫橡膠為幾1-121 (1^-3)和幾1-124(1^-2)中的至少一種。
5.根據權利要求2所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的雙環氧基環氧樹脂是帶兩個環氧基的活性稀釋劑。
6.根據權利要求1所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的環氧樹脂為分子結構中帶有三個或三個以上的環氧基團的液態環氧樹脂。
7.根據權利要求6所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的液態環氧樹脂為 2-51、2-44、10-113、10-114、10-115、10-127 和 10128 中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的活性稀釋劑的分子結構中含有一個或多個脂肪族或脂環族的環氧基。
9.根據權利要求8所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、脂環族環己二醇二縮水甘油醚中的至少一種。
10.根據權利要求1所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的固化劑為含咪唑啉的酰氨基胺。
11.根據權利要求9所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的固化劑為:固化劑5506。
12.根據權利要求1所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠，其特征在于所述的促進劑為環氧樹脂通用的路易氏堿催化劑。
13.一種制備根據權利要求1 一 12中任一項所述的雙組分增韌抗沖環氧結構膠的方法，其特征在于該方法的具體步驟為: 改性聚硫橡膠的制備:在雙環氧基環氧樹脂中加入液態聚硫橡膠，攪拌反應10?20分鐘，室溫放置40?60小時后即得到改性聚硫橡膠； 匕在環氧樹脂中，攪拌下，加入改性聚硫橡膠和活性稀釋劑，攪拌均勻后即得到八組 份；
C.將固化劑在攪拌下加入促進劑，再攪拌10?20分鐘后得到B組份。
【文檔編號】C09J11/06GK104497941SQ201410827360
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】俞成丙, 楊丹, 伍芳芳, 虞璽, 林明玲, 朱文婷, 李星 申請人:上海大學